Эд Харрис родился в городе Энглвуд, что в штате Нью-Джерси, в семье турагента Маргарет и продавца Роберта, который пел в хоре вместе с Фредом Уорингом а после работал в книжном магазине в Институте искусств Чикаго. Вырос будущий актёр в городе Тенафлай.
В школьные годы активно занимался спортом. Достиг значительных успехов в американском футболе и бейсболе, благодаря чему получил спортивную стипендию, позволившую ему поступить в престижный Колумбийский университет. Однако в скором времени занятия спортом наскучили Харрису, и уже в 1971 году, бросив учебу, он перебрался в Оклахому, где на тот момент проживали его родители.
Театром увлекся в университете Оклахомы, который также вскоре покидает, отправляясь на поиски славы в Лос-Анджелес. Высшее образование актер всё-таки получил в Калифорнийском институте искусств, но это произошло гораздо позже.
Как и большинство состоявшихся голливудских актеров, первое время работает на телевидении с небольшими ролями в сериалах и малозаметных телефильмах. Первой работой в большом кино стала небольшая роль в триллере Майкла Крайтона «Кома» (1978). В последующие несколько лет играет несколько небольших ролей в низкобюджетных малозаметных картинах. Наиболее заметной работой в этот период была роль в исторической драме Филипа Кауфмана «Парни что надо» (1983). Отсутствие в эти годы серьёзных ролей актер компенсировал участием в различных театральных постановках.
Значительный импульс карьере актера придала блестяще сыгранная главная роль в фантастическом триллере Джеймса Кэмерона «Бездна» (1989). Роль в этой картине приносит актеру мировую известность и несколько приглашений в высокобюджетные проекты. В 1990-е годы актер с успехом снимается в ряде блокбастеров. Среди этих работ следует особо отметить боевик «Скала» (1996), где герой играет роль бригадного генерала Френсиса Хаммела, ставшего террористом, чтобы помочь семьям своих павших солдат. Игра Харриса отличается глубоким психологизмом и драматизмом: несмотря на совершенное преступление, его персонаж вызывает сочувствие.
С 1983 года женат на актрисе Эми Мэдиган, которая родила ему дочь Лили.
Жирным шрифтом выделены наиболее значимые фильмы в карьере Эда Харриса
Лауреат премии «Золотой глобус» за 1998 год за роль в фильме «Шоу Трумана» (номинировался также по итогам 1989, 1995, 2002 и 2005 годов).
Также 4 раза номинировался на премию «Оскар» (1995, 1998, 2000, 2002).